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摘要：厂房结构抗震设计首先要有符合概念设计要求的抗震概念设计思路，然后进行不可或缺的抗震计算。其中概念设计是抗震计算的前提和基础，在厂房结构抗震设计起着更为重要的作用。本文主要对工业厂房抗震概念设计进行了分析探讨。
关键词：工业厂房；抗震；不确定因素；概念设计
中图分类号： S611文献标识码： A
引言
人们越来越重视建筑物的抗震可靠度概念设计，较好的运用抗震概念和原则是结构抗震设计的必要前提，并且建筑抗震工作一直是建筑设计和施工的重点。因此必须重视建筑结构抗震概念设计，要求设计人员须将结构抗震概念设计与计算分析及构造措施有机地结合起来考虑，并且同时也要做好相关方面的其他各项工作，以保证设计构思的实现。
一、厂房结构抗震概念设计的重要性
1、概念设计的基本内涵
由于地震及地面运动的不确定性、地震时地面运动的复杂性及对结构的复杂影响尚未被掌握、结构抗震计算理论目前尚未能充分反映地震时结构反应及破坏的复杂过程等原因，使得厂房结构抗震概念设计尤为重要。概念设计的理念是不通过精确计算，只需利用笼统而科学的思维方式来确定一些设计上难以给出确定答案的难点。在抗震设计中，尽管通过分析整体结构体系和分体结构间的力学关系，可解释地震对厂房的损害，但损害的概念是模糊的，地震本身产生的破坏力也难以用精确的数据衡量，因此利用宏观的概念性估算的设计理念更符合抗震的需求。这也是概念设计的基本内涵。
2、概念设计的优势
（1）概念设计体现了先进的设计思维，结构工程师通过概念设计可完成对特定厂房空间的设计，制定厂房的总体结构方案，同时透彻清晰的理解构件、结构间的关系。通过简单的计算，在不借助计算机的情况下，可完成对厂房的正确定性和优化厂房结构，降低建筑成本。（2）一些结构设计理论和计算理论中的缺陷和不可预见性，可以通过概念设计弥补。如在混凝土结构设计中，截面积计算的理论基础和内力计算的理论基础分别是塑性理论和弹性理论，两者从根本上来说是对立的，计算结果也和实际状况存在较大的差距，通过概念设计思路可很好的解决这方面的问题。（3）概念设计可判断和甄别简化的结构模型和实际情况不符，输入数据的错误等情况下对计算结果的影响，也可作为判断结果可靠性的主要依据。
3、抗震概念设计的原则
场地应选在对厂房抗震有利的位置，避开危险地段或抗震不利的地段；厂房的平立面布置不应采用严重不规则的方案；结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求；应遵循“强剪弱弯”（避免剪切破坏先于弯曲破坏）的设计原则，“强柱弱梁”（避免柱子破坏先于梁的破坏）设计原则。
二、影响厂房结构抗震设计的不确定因素
近年来，我国地震灾害事情频繁发生，因此做好厂房抗震性能设计已成为当今社会人们关注的重点课题之一。但是目前我国抗震设计水平远未达到科学的严密程度，这就要求在进行抗震设计时应从大的方面入手，做好抗震概念设计工作；并且通过震害分析加强厂房的破坏规律的认识，从而取得了抗震设计经验，确定了结构抗震概念设计的要点。
1、地面运动不确定性
众所周知，在地震时的地面运动是多维的，地震动的各个分量对厂房都起破坏作用。历次地震中强震仪已经多次记录到地面运动的三个正交平动分量，即一个竖向分量和两个水平分量，此外还有地面运动的转动分量。
2、结构分析影响
在地震概念设计中影响结构动力特性和动力反应的因素有很多，如质量分布的不确定性；基础与上部结构的协同作用；节点的非刚性转动；偏心、扭转及P-Δ效应；柱轴向变形。考虑或不考虑节点非刚性转动的影响程度可达5~10%；考虑柱轴向变形，自振周期可能加长15%，加速度反应可能降低8%；考虑P-Δ效应可能增加位移10%。
3、材料的影响
混凝土的弹性模量随着时间及应变程度而改变。随着时间的增长，混凝土的弹性模量比施工完成后可能降低50%，在应变增大的情况下还可能继续降低，这意味着自振周期可能增长25%，减小加速度反应10%。
4、阻尼的变化
钢筋混凝土结构阻尼比一般为5%，但当受震松动以后阻尼比可达20~30%，自振周期差异达50%左右。如某项工程中一般阻尼比为10%，但是当收到松动后阻尼比就变成25%，此时的自振周期就为65%。
5、地基承载力
地基承载力。考虑地震的偶然性以及短期突然加载的影响，在计算地震对地基的影响时，地耐力取值往往提高33~50%，这些数值都是人为估计，从而也带来设计上的差异。
三、抗震设计措施
1、选择合理的场地
在进行厂房场地选择时，首先要遵守场地选择的原则，挑选对建筑抗震有利的地段，尽可能避开对厂房抗震不利的地段；任何情况下均不得在抗震危险地段上，建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的厂房，避开抗震危险地段，选择好的抗震场所。厂房抗震危险地段一般是指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度为Ⅷ度以上的发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。发震断层：在过去3.5万年以内曾活动过一次，或在5万年内活动过两次的地质构造上的断层。非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震时一般不会发生新的错动，并且地下采空区属于危险地段。不利于抗震的地段：地形上是指条状突出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较大的台地边缘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘；从土质上是指软弱土、以液化土，故河道、断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。对于上述不利地段，应提出避开要求；当无法避开时，应采取有效措施。而选择有利于抗震的场地一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。
2、结构构件
构件合理的强度和刚度对于抗震的实现至关重要，因此抗震结构中各种构件要形成可靠性连接。抗震结构的设计应保证在部分构建损害时，剩余结构仍能够独立的承受竖向荷载和地震力。结构概念设计的理念就是合理控制薄弱部位，协调各部位的强弱关系增加抗震性能。概念设计就是为了提高建筑的抗震效果，因此为不影响到整个结构的受力情况，要避免非结构构件的不合理設置，可从以下方面考虑：避免非结构构件直接进入抗震体系，加强细部构造设计；要避免非结构性构件的连续损坏；避免地震作用时非结构性构件平面性损坏。
3、支撑系统的布置
震害表明，支撑布置不足或不合格是造成房屋大面积倒塌的重要原因。柱间支撑作为工业厂房最主要的减震措施和传力体系，应选用合理的支撑式，确定合理的设置位置，并注意柱间支撑与柱子之间的连接。
4、柱与连接点
厂房设计中，排架是按铰接考虑的，而实际构件为焊接连接，刚度较大。在地震作用下，排架结构有较大的侧向力。如设计中未考虑此作用力，没有较大的延性会造成较严重的破坏，因此，采用螺栓连接，可以起铰作用，减小柱顶与屋盖问的震害破坏。
结束语
综上所述，在面对日益重要的建筑结构抗震设计，以及近年来多发地震灾害，加强厂房的抗震结构设计已成为目前我国厂房工程建设中的首要任务。因此加强设计人员在日常设计工作中，必须学会熟练运用概念设计，并使这一理念贯穿于结构设计工作的整个过程当中，既要严格把握好设计的大原则，又要全面考虑诸多因素，最终才能保证设计的科学性和严谨性，为社会创造更多精品工程。
参考文献
[1]曾庆玲.抗震结构的概念设计[J].黑龙江水利科技，2010：09~10.
[2]陈建华，于明.关于建筑结构概念设计的一些思考[J].低温建筑技术，2010：11~12.
[3]赖运强.当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].中国高新技术企业.2010：13~14.
关键词：工业厂房；抗震；不确定因素；概念设计
中图分类号： S611文献标识码： A
引言
人们越来越重视建筑物的抗震可靠度概念设计，较好的运用抗震概念和原则是结构抗震设计的必要前提，并且建筑抗震工作一直是建筑设计和施工的重点。因此必须重视建筑结构抗震概念设计，要求设计人员须将结构抗震概念设计与计算分析及构造措施有机地结合起来考虑，并且同时也要做好相关方面的其他各项工作，以保证设计构思的实现。
一、厂房结构抗震概念设计的重要性
1、概念设计的基本内涵
由于地震及地面运动的不确定性、地震时地面运动的复杂性及对结构的复杂影响尚未被掌握、结构抗震计算理论目前尚未能充分反映地震时结构反应及破坏的复杂过程等原因，使得厂房结构抗震概念设计尤为重要。概念设计的理念是不通过精确计算，只需利用笼统而科学的思维方式来确定一些设计上难以给出确定答案的难点。在抗震设计中，尽管通过分析整体结构体系和分体结构间的力学关系，可解释地震对厂房的损害，但损害的概念是模糊的，地震本身产生的破坏力也难以用精确的数据衡量，因此利用宏观的概念性估算的设计理念更符合抗震的需求。这也是概念设计的基本内涵。
2、概念设计的优势
（1）概念设计体现了先进的设计思维，结构工程师通过概念设计可完成对特定厂房空间的设计，制定厂房的总体结构方案，同时透彻清晰的理解构件、结构间的关系。通过简单的计算，在不借助计算机的情况下，可完成对厂房的正确定性和优化厂房结构，降低建筑成本。（2）一些结构设计理论和计算理论中的缺陷和不可预见性，可以通过概念设计弥补。如在混凝土结构设计中，截面积计算的理论基础和内力计算的理论基础分别是塑性理论和弹性理论，两者从根本上来说是对立的，计算结果也和实际状况存在较大的差距，通过概念设计思路可很好的解决这方面的问题。（3）概念设计可判断和甄别简化的结构模型和实际情况不符，输入数据的错误等情况下对计算结果的影响，也可作为判断结果可靠性的主要依据。
3、抗震概念设计的原则
场地应选在对厂房抗震有利的位置，避开危险地段或抗震不利的地段；厂房的平立面布置不应采用严重不规则的方案；结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求；应遵循“强剪弱弯”（避免剪切破坏先于弯曲破坏）的设计原则，“强柱弱梁”（避免柱子破坏先于梁的破坏）设计原则。
二、影响厂房结构抗震设计的不确定因素
近年来，我国地震灾害事情频繁发生，因此做好厂房抗震性能设计已成为当今社会人们关注的重点课题之一。但是目前我国抗震设计水平远未达到科学的严密程度，这就要求在进行抗震设计时应从大的方面入手，做好抗震概念设计工作；并且通过震害分析加强厂房的破坏规律的认识，从而取得了抗震设计经验，确定了结构抗震概念设计的要点。
1、地面运动不确定性
众所周知，在地震时的地面运动是多维的，地震动的各个分量对厂房都起破坏作用。历次地震中强震仪已经多次记录到地面运动的三个正交平动分量，即一个竖向分量和两个水平分量，此外还有地面运动的转动分量。
2、结构分析影响
在地震概念设计中影响结构动力特性和动力反应的因素有很多，如质量分布的不确定性；基础与上部结构的协同作用；节点的非刚性转动；偏心、扭转及P-Δ效应；柱轴向变形。考虑或不考虑节点非刚性转动的影响程度可达5~10%；考虑柱轴向变形，自振周期可能加长15%，加速度反应可能降低8%；考虑P-Δ效应可能增加位移10%。
3、材料的影响
混凝土的弹性模量随着时间及应变程度而改变。随着时间的增长，混凝土的弹性模量比施工完成后可能降低50%，在应变增大的情况下还可能继续降低，这意味着自振周期可能增长25%，减小加速度反应10%。
4、阻尼的变化
钢筋混凝土结构阻尼比一般为5%，但当受震松动以后阻尼比可达20~30%，自振周期差异达50%左右。如某项工程中一般阻尼比为10%，但是当收到松动后阻尼比就变成25%，此时的自振周期就为65%。
5、地基承载力
地基承载力。考虑地震的偶然性以及短期突然加载的影响，在计算地震对地基的影响时，地耐力取值往往提高33~50%，这些数值都是人为估计，从而也带来设计上的差异。
三、抗震设计措施
1、选择合理的场地
在进行厂房场地选择时，首先要遵守场地选择的原则，挑选对建筑抗震有利的地段，尽可能避开对厂房抗震不利的地段；任何情况下均不得在抗震危险地段上，建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的厂房，避开抗震危险地段，选择好的抗震场所。厂房抗震危险地段一般是指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度为Ⅷ度以上的发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。发震断层：在过去3.5万年以内曾活动过一次，或在5万年内活动过两次的地质构造上的断层。非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的一般断层，在地震时一般不会发生新的错动，并且地下采空区属于危险地段。不利于抗震的地段：地形上是指条状突出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较大的台地边缘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘；从土质上是指软弱土、以液化土，故河道、断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。对于上述不利地段，应提出避开要求；当无法避开时，应采取有效措施。而选择有利于抗震的场地一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。
2、结构构件
构件合理的强度和刚度对于抗震的实现至关重要，因此抗震结构中各种构件要形成可靠性连接。抗震结构的设计应保证在部分构建损害时，剩余结构仍能够独立的承受竖向荷载和地震力。结构概念设计的理念就是合理控制薄弱部位，协调各部位的强弱关系增加抗震性能。概念设计就是为了提高建筑的抗震效果，因此为不影响到整个结构的受力情况，要避免非结构构件的不合理設置，可从以下方面考虑：避免非结构构件直接进入抗震体系，加强细部构造设计；要避免非结构性构件的连续损坏；避免地震作用时非结构性构件平面性损坏。
3、支撑系统的布置
震害表明，支撑布置不足或不合格是造成房屋大面积倒塌的重要原因。柱间支撑作为工业厂房最主要的减震措施和传力体系，应选用合理的支撑式，确定合理的设置位置，并注意柱间支撑与柱子之间的连接。
4、柱与连接点
厂房设计中，排架是按铰接考虑的，而实际构件为焊接连接，刚度较大。在地震作用下，排架结构有较大的侧向力。如设计中未考虑此作用力，没有较大的延性会造成较严重的破坏，因此，采用螺栓连接，可以起铰作用，减小柱顶与屋盖问的震害破坏。
结束语
综上所述，在面对日益重要的建筑结构抗震设计，以及近年来多发地震灾害，加强厂房的抗震结构设计已成为目前我国厂房工程建设中的首要任务。因此加强设计人员在日常设计工作中，必须学会熟练运用概念设计，并使这一理念贯穿于结构设计工作的整个过程当中，既要严格把握好设计的大原则，又要全面考虑诸多因素，最终才能保证设计的科学性和严谨性，为社会创造更多精品工程。
参考文献
[1]曾庆玲.抗震结构的概念设计[J].黑龙江水利科技，2010：09~10.
[2]陈建华，于明.关于建筑结构概念设计的一些思考[J].低温建筑技术，2010：11~12.
[3]赖运强.当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].中国高新技术企业.2010：13~14.